विलोपन और दोहराव

विलोपन और दोहराव संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ हैं जो एक गुणसूत्र खंड की प्रतिलिपि संख्या को बदल देती हैं: एक विलोपन डीएनए के एक खंड को हटा देता है ताकि वह सामान्य से कम प्रतियों में मौजूद हो, जबकि एक दोहराव एक अतिरिक्त प्रतिलिपि जोड़ता है। क्योंकि वे आनुवंशिक सामग्री की मात्रा को बदलते हैं, वे असंतुलित पुनर्व्यवस्था के रूप हैं, और उनके प्रभाव इस बात पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं कि प्रभावित क्षेत्र में कौन से जीन स्थित हैं और वे जीन खुराक के प्रति कितने संवेदनशील हैं।

Definition

एक विलोपन एक गुणसूत्र खंड का नुकसान है, जिससे वह क्षेत्र कम प्रतिलिपि संख्या में रह जाता है; एक दोहराव एक गुणसूत्र खंड की एक अतिरिक्त प्रतिलिपि का लाभ है। दोनों प्रतिलिपि-संख्या परिवर्तन हैं और, परिभाषा के अनुसार, असंतुलित हैं क्योंकि वे आनुवंशिक सामग्री की कुल मात्रा को बदलते हैं।

Scope

यह विषय बताता है कि विलोपन और दोहराव क्या हैं, उन्हें उत्पन्न करने वाले आणविक तंत्र, सूक्ष्म रूप से दिखाई देने वाले खंडों से लेकर उपसूक्ष्म प्रतिलिपि-संख्या वेरिएंट तक का आकार स्पेक्ट्रम, और खुराक तर्क जो उन्हें फेनोटाइप से जोड़ता है। यह उन्हें साइटोजेनेटिक्स और संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था के भीतर एक पद्धतिगत और वैचारिक विषय के रूप में मानता है, न कि किसी विशिष्ट सिंड्रोम के बारे में नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Core questions

• कौन सा गुणसूत्र क्षेत्र खो गया या प्राप्त हुआ, और वह कितना बड़ा है?
• किस तंत्र ने प्रतिलिपि-संख्या परिवर्तन उत्पन्न किया?
• क्या प्रभावित जीन खुराक संवेदनशीलता दिखाते हैं?
• क्या परिवर्तन सूक्ष्म रूप से दिखाई देता है या उपसूक्ष्म है?

Key concepts

• प्रतिलिपि-संख्या वेरिएंट (CNV)
• हैप्लोइन्सफिशिएंसी
• ट्रिपलोसेंसिटिविटी
• माइक्रोविलोपन और माइक्रोदोहराव
• गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन
• लो-कॉपी रिपीट (खंडीय दोहराव)
• आवर्ती बनाम गैर-आवर्ती पुनर्व्यवस्था

Mechanisms

कई आवर्ती विलोपन और दोहराव गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन द्वारा उत्पन्न होते हैं जो फ्लैंकिंग लो-कॉपी रिपीट (खंडीय दोहराव) के बीच होते हैं, जो पुनर्संयोजन के दौरान गलत संरेखित होते हैं ताकि मध्यवर्ती खंड या तो खो जाए या प्राप्त हो जाए; गैर-आवर्ती घटनाएँ अक्सर गैर-समरूप अंत-जुड़ाव या प्रतिकृति-आधारित तंत्र से उत्पन्न होती हैं, जैसा कि हेस्टिंग्स और सहकर्मियों द्वारा समीक्षा की गई है। फेनोटाइपिक प्रभाव जीन खुराक से आता है: एक प्रतिलिपि खोने से हैप्लोइन्सफिशिएंसी हो सकती है जब एक कार्यात्मक प्रतिलिपि पर्याप्त नहीं होती है, जबकि एक प्रतिलिपि प्राप्त करने से ट्रिपलोसेंसिटिविटी के माध्यम से समस्याएँ हो सकती हैं। डेवोली और सहकर्मियों ने दिखाया कि एक क्षेत्र के भीतर खुराक-संवेदनशील जीनों का संचयी घनत्व यह समझाने में मदद करता है कि कैंसर जीनोम में कौन से खंडीय लाभ और हानि आवर्ती रूप से चुने जाते हैं।

Clinical relevance

विलोपन और दोहराव विकासात्मक अक्षमता, जन्मजात विसंगतियों और ट्यूमर के मूल्यांकन में एक प्रमुख प्रकार के निष्कर्ष हैं, और उनका पता लगाना आनुवंशिक निदान के लिए केंद्रीय है। क्रोमोसोमल माइक्रोएरे को अस्पष्टीकृत विकासात्मक अक्षमताओं या जन्मजात विसंगतियों वाले व्यक्तियों के लिए पहली-स्तरीय परीक्षण के रूप में रखा गया है क्योंकि यह उपसूक्ष्म लाभ और हानि को हल करता है। यह प्रविष्टि बताती है कि इन परिवर्तनों की अवधारणा कैसे की जाती है और उनका पता कैसे लगाया जाता है और यह व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Epidemiology

प्रतिलिपि-संख्या भिन्नता मानव जीनोम की एक व्यापक विशेषता है, और एल्कान और सहकर्मियों द्वारा संक्षेपित सरणी और अनुक्रमण विधियों का उपयोग करके किए गए सर्वेक्षणों से पता चलता है कि उपसूक्ष्म खंडों का लाभ और हानि व्यक्तियों में आम है; केवल एक उपसमूह खुराक-संवेदनशील क्षेत्रों को ओवरलैप करता है और बीमारी में योगदान देता है। रिपोर्ट की गई आवृत्तियाँ पता लगाने वाले प्लेटफॉर्म के रिज़ॉल्यूशन पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं।

Evidence & guidelines

मिलर और सहकर्मियों (2010) की आम सहमति बयान अस्पष्टीकृत विकासात्मक अक्षमता या जन्मजात विसंगतियों के लिए क्रोमोसोमल माइक्रोएरे को पहली-स्तरीय नैदानिक परीक्षण के रूप में अनुशंसित करता है, इस आधार पर कि यह पारंपरिक कैरियोटाइपिंग के रिज़ॉल्यूशन से नीचे चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक विलोपन और दोहराव का पता लगाता है।

History

दृश्यमान विलोपन और दोहराव तब पहचाने गए जब गुणसूत्र बैंडिंग ने खंडों को समरूपों के बीच मिलान करने की अनुमति दी, लेकिन 2000 के दशक में सरणी-आधारित विधियों द्वारा इस घटना का पैमाना बदल गया, जिसने खुलासा किया कि जीनोम में प्रतिलिपि-संख्या भिन्नता व्यापक है। एल्कान और सहकर्मियों ने समीक्षा की कि कैसे क्रमिक प्रौद्योगिकियों ने पता लगाने योग्य आकार सीमा को मेगाबेस-स्केल सूक्ष्म परिवर्तनों से लेकर छोटे उपसूक्ष्म वेरिएंट तक विस्तारित किया।

Key figures

• James R. Lupski
• Evan E. Eichler
• Stephen J. Elledge

Seminal works

• hastings-2009
• alkan-2011
• davoli-2013

Frequently asked questions

विलोपन और दोहराव को असंतुलित पुनर्व्यवस्था क्यों माना जाता है?

क्योंकि वे आनुवंशिक सामग्री की कुल मात्रा को बदलते हैं - एक विलोपन एक खंड को हटा देता है और एक दोहराव एक अतिरिक्त प्रतिलिपि जोड़ता है - वे जीन खुराक को बदलते हैं, जो एक असंतुलित पुनर्व्यवस्था की परिभाषित विशेषता है।

एक ही आकार के विलोपन या दोहराव के विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग प्रभाव क्यों होते हैं?

प्रभाव प्रभावित खंड में जीनों और उनकी खुराक संवेदनशीलता पर निर्भर करता है; हैप्लोइन्सफिशिएंट या ट्रिपलोसेंसिटिव जीनों से भरपूर क्षेत्र फेनोटाइप उत्पन्न करते हैं, जबकि जीन-गरीब या खुराक-सहिष्णु क्षेत्रों का बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं हो सकता है।